CASE - средства Преподаватель: Тихонов И.Н Студент: Корабельникова К.А. Группа: М Министерство образования и науки РФ ФГАОУ ВПО « УрФУ имени первого Президента РФ Б. Н. Ельцина » Кафедра « Электронное машиностроение »

CASE - средства CASE ( англ. Computer-Aided Software Engineering ) – автоматизированная разработка программного обеспечения. CASE-средства – это набор инструментов и методов программной инженерии, предназначеный для проектирования программного обеспечения, который помогает обеспечить высокое качество программ, отсутствие ошибок и простоту в обслуживании программных продуктов.

История возникновения CASE- средств Тенденции развития современных информационных технологий приводят к постоянному возрастанию сложности информационных систем, создаваемых в различных областях науки. Для успешной реализации проекта объект проектирования должен быть, прежде всего, адекватно описан, должны быть построены полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели системы. Накопленный к настоящему времени опыт проектирования показывает, что это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Кроме того, в процессе создания ИС, потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение(поддержку) таких систем.

История возникновения CASE- средств В 70–80-х г.г. при проектировании АСУ применялись в основном "ручные" способы разработки проекта. Неавтоматизированное проектирование порождало ряд следующих существенных проблем: - неадекватную спецификацию требований; - неспособность разработчиков обнаруживать ошибки в проектных решениях; - низкое качество проектной и эксплуатационной документации; - затяжной цикл проектирования; - неудовлетворительные результаты тестирования. Данные факторы, а также стремление автоматизировать труд разработчика способствовали появлению программно-технологических средств специального класса - CASE-средств.

CASE – модель жизненного цикла ПО CASE-технологии предлагают новый, основанный на автоматизации, подход к концепции ЖЦ ПО. При использовании CASE изменяются все фазы ЖЦ, при этом наибольшие изменения касаются фаз анализа и проектирования. На рис.1 приводится простейшая модель ЖЦ и соответствующая CASE-модель, в которой фаза прототипирования заменяет традиционную фазу системного анализа: Прототипи́рование ( англ. prototyping) это быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом. Необходимо отметить, что наиболее автоматизируемыми фазами являются фазы контроля проекта и кодогенерации (хотя все остальные фазы также поддерживаются CASE-средствами).

Рис.1 Модели жизненного цикла ПО АНАЛИЗ СОПРОВОЖДЕНИЕ ТЕСТИРОВАНИЕ КОДИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕСПЕЦИФИКАЦИЙ КОНТРОЛЬ ПРОЕКТА КОДОГЕНЕРАЦИЯ СИСТЕМНОЕТЕСТИРОВАНИЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ПРОТОТИПИРОВАНИЕ

Оценки трудозатрат по фазам Традиционная разработка ИспользованиеCASE-технологий АнализПроектированиеКодированиеТестирование 20%15%25%40% АнализПроектированиеКодированиеТестирование 40% 5%15%

Соответствие по этапам разработки Традиционная разработкаCASE 1. «Бумажные спецификации»Быстрое прототипирование 2. Ручное кодированиеАвтоматическая кодогенерация 3. Ручное документированиеАвтоматическая генерация документации 4. Тестирование кодовАвтоматический контроль проекта 5. Сопровождение кодовСопровождение спецификаций проектирования

Функции CASE- средств анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования Выполнение каждой функции обеспечивает своя группа CASE-средств

Функции PDM- системы Анализа и проектирования Целью средств данной группы является определение системных требований и свойств, которыми система должна обладать, а также создание проекта системы, удовлетворяющей этим требованиям и обладающей соответствующими свойствами. На выходе создаются спецификации компонентов системы и интерфейсов, связывающих эти компоненты, а также калька архитектуры системы и детальная калька проекта, включающая алгоритмы и определения структур данных. анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

Функции PDM- системы Проектирования баз данных Средства данной группы обеспечивают логическое моделирование данных, автоматическое преобразование моделей данных в Третью Нормальную Форму, автоматическую генерацию схем БД и описаний форматов файлов на уровне программного кода анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

Функции PDM- системы Разработки приложений (программирование) Средства этой группы поддерживают этапы программирования и тестирования, а также автоматическую кодогенерацию из спецификаций, получая полностью документированную выполняемую программу. В эту группу средств включены и традиционные генераторы кодов, анализаторы кодов (как в статике, так и в динамике), генераторы наборов тестов, анализаторы покрытия тестами, отладчики. анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

Функции PDM- системы Реинжиниринга К таким средствам относятся документаторы, анализаторы программ, средства реструктурирования и реинжениринга. Их целью является корректировка, изменение, анализ, преобразование и реинжениринг существующей системы. Средства позволяют осуществлять поддержку всей системной документации, включая коды, спецификации, наборы тестов; контролировать покрытие тестами для оценки полноты тестируемости; управлять функционированием системы и т.п. анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

Функции PDM- системы Окружения Средства поддержки платформ для интеграции, создания и придания товарного вида CASE-средствам анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

Функции PDM- системы Планирования и управления проектом Средства, поддерживающие планирование, контроль, руководство, взаимодействие, т.е. функции, необходимые в процессе разработки и сопровождения проектов. анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

Функции PDM- системы Тестирования Средства итогового тестирования и анализа ошибок анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

Тест 1 Вопрос 1. Вопрос 1. Стремление автоматизировать труд разработчика при разработке проекта ИС способствовало появлению программно-технологических средств специального класса. Результатом стало появление систем…(англ. аббревиатура)

Тест 1 Вопрос 2. Вопрос 2. Какие проблемы возникали при неавтоматизированном проектировнаии (ручном): Неадекватная спецификация требований Неспособность разработчиков обнаруживать ошибки в проектных решениях ошибки в проектных решениях Управление качеством Расходуемые безвозвратно Расходуемые возобновляемые

Тест 1 Вопрос 3. Вопрос 3. Наиболее автоматизируемыми фазами ЖЗ ПО являются фазы: Контроль проекта Тестирование Кодогенерация Сопровождение Проектирование спецификаций

Тест 1 Вопрос 4. Вопрос 4. При разработке проекта с применением CASE-средств, основные усилия приходятся на фазу: Анализ Кодирование Проектирование Тестирование

Тест 1 Вопрос 5. Вопрос 5. При традиционной разработке проекта, основные усилия приходятся на фазу: При традиционной разработке проекта, основные усилия приходятся на фазу: Анализ Кодирование Проектирование Тестирование

Тест 1 Вопрос 6. Вопрос 6. Какая группа средств поддерживает этапы программирования и тестирования, а также автоматическую генерацию из спецификаций: Какая группа средств поддерживает этапы программирования и тестирования, а также автоматическую генерацию из спецификаций: Анализа и проетирования Проетирования баз данных Разработки приложений Реинжиниринга Тестирования

Тест 1 Вопрос 7. Вопрос 7. Группа средств, выполняющая какую функцию, обеспечивает создание спецификаций : Группа средств, выполняющая какую функцию, обеспечивает создание спецификаций : Анализа и проетирования Проетирования баз данных Разработки приложений Реинжиниринга Тестирования

Тест 1 Вопрос 8. Вопрос 8. Установите для каждого этапа ручной разработки проекта соответствующий этап разработки с применением CASE-средств: Установите для каждого этапа ручной разработки проекта соответствующий этап разработки с применением CASE-средств: 1) 1) «Бумажные» спецификации 2) 2) Ручное кодирование 3) 3) Тестирование кодов Быстрое прототипирование Автоконтроль проекта 4) 4) Сопровождение кодов Автогенерация документации Сопровождение спецификаций проектирования Автоматическая кодогенерация

Тест 1 Вопрос 9. Вопрос 9. Расположите в правильной последовательности этапы ЖЦ ПО при ручной разработке: Расположите в правильной последовательности этапы ЖЦ ПО при ручной разработке: 1) Анализ 2) Тестирование 3) Сопровождение 4) Проектирование 5) Кодирование

Тест 1 Вопрос 10. Вопрос 10. Быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом аббревиатуры - это ……… Быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом аббревиатуры - это ………

Тест 1. Результат Количество ошибок: Количество ошибок:

CASE – средства : - цель - классификация - плюсы и минусы

Цель CASE- средств Добиться резкого роста производительности труда в инженерии программного и информационного обеспечения, облегчить работу программистов, проектировщиков, аналитиков и руководителей проектов.

Классификация CASE- средств С точки зрения реализуемых функций и структурной организации (конструктивной реализации) все CASE- системы можно классифицировать: - по типам - по категориям - по уровням.

Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE- средств в технологическом процессе и подразделяет их на следующие группы : анализа и проектирования ( BPWin, CASE. Аналитик, DESIGNER /2000, Silverrun, Vantage Team Builder и др.) проектирования баз данных ( ERWin, S - Designor, PRO - IV, CASE. Синтез ++ и др.) разработки приложений ( программирование ) (SQL Windows, PowerBuilder, Delphi и др.) Реинжиниринга ( PRO - IV, ORACLE * CASE, Rational Rose, Object Team ) Окружения ( PVCS, SoDA ) планирования и управления проектом ( MS Project, SE Companion ); средства тестирования ( Quality Works ) Классификация по типам :

Классификация по категориям : Классификация по категориям определяет уровень интеграции по выполняемым функциям и выделяет: вспомогательные ( библиотечные ) программы (tools); пакет разработчика, библиотека программ (toolkit); инструментальное средство (work b ench – " верстак ");

Классификация по категориям : Категория tools Категория toolkit Категория workbench Категория tools обозначает вспомогательный пакет, решающий небольшую автономную задачу, принадлежащую процессу или проблеме более высокого уровня (QW, SoDA, PVCS).

Классификация по категориям : Категория toolkit представляет собой объединение интегрированных программных средств, которые обеспечивают автоматизированную поддержку одной фазы ЖЦ или разработке определенного вида обеспечения АСОИУ, например: системный анализ, проектирование базы данных, разработка программ (CASE.Аналитик, BPWin, ERWin). Категория tools Категория toolkit Категория workbench

Классификация по категориям : Категория workbench представляет собой программные средства, которые: поддерживают автоматизированные процессы системного анализа, проектирования и разработки ИО и ПО; ориентированы на определенную методологию проектирования; используют общее хранилище проектной информации; автоматически передают системную информацию между этапами разработки. Workbench по сравнению с toolkit обладает более высокой степенью интеграции выполняемых функций, большей самостоятельностью и автономностью использования (ORACLE*CASE, ORACLE*Forms, PRO-IV). Категория tools Категория toolkit Категория workbench

Классификация по уровням : Классификация по уровням связана с областью действия CASE в пределах жизненного цикла. В рамках данной классификации можно выделить следующие уровни группирования CASE-систем: верхний (upper) – планирование (MS Project, SE Companion); средний (middle) – анализ и проектирование ( CASE. Аналитик, DESIGNER /2000, Silverrun ); нижний (lower) – разработка (Uniface, JAM, PowerBuilder, Delphi).

Классификация по уровням : Верхние (upper) CASE призваны повысить эффективность деятельности как руководителей организаций-заказчиков АСОИУ, так и руководителей проекта путем сокращения затрат времени на определение стратегии создания АСОИУ в целом и выработку общего плана действий. Верхние CASE Средние CASE Нижние CASE

Классификация по уровням : Средние CASE считаются средствами поддержки этапов анализа требований и проектирования спецификаций и структуры ПО. Их использование существенно сокращает цикл разработки проекта, при этом важную роль играет возможность накопления и хранения знаний. Это позволяет использовать накопленные решения и при создании других проектов, обеспечивает возможность быстрого создания прототипа и документирования проекта. Верхние CASE Средние CASE Нижние CASE

Классификация по уровням : Нижние CASE реализуют компоненты для создания групп системных спецификаций, используемых для генерации программ, баз данных и пользовательской документации. Верхние CASE Средние CASE Нижние CASE

Практическое внедрение case-технологии в организациях- разработчиках ПО связано с рядом проблем. Несмотря на все потенциальные возможности case-средств, существует множество примеров их неудачного внедрения, в результате чего создание с их помощью ПО становится "полочным" (shelfware). В связи с этим необходимо отметить следующее: case-средства не обязательно дают немедленный эффект; результат может быть получен только спустя какое-то время; реальные затраты на внедрение case-средств обычно намного превышают затраты на их приобретение; case-средства обеспечивают возможности для получения существенной выгоды только после успешного завершения процесса их внедрения. Ввиду разнообразной природы case-средств было бы ошибочно делать безоговорочные утверждения относительно реального удовлетворения тех или иных ожиданий от их внедрения. Особенности внедрения

Отметим факторы, усложняющие определение возможного эффекта от использования case-средств: относительно небольшое время использования case-средств в различных организациях и недостаток опыта их применения; разнообразие практики внедрения case-средств в различных организациях; отсутствие детальных метрик и данных для уже выполненных и текущих проектов; широкий диапазон предметных областей проектов;различная степень интеграции case-средств в различных проектах. Вследствие этих сложностей доступная информация о реальных внедрениях крайне ограниченна и противоречива. Она зависит от типа средств, характеристик проектов, уровня сопровождения и опыта пользователей. Некоторые аналитики полагают, что реальная выгода от использования case-средств может быть получена только после одно- или двухлетнего опыта.

Достоинства CASE- средств возможность наглядно представить общую картину функционирования автоматизируемой предметной области; возможность наглядно представить и исследовать модель будущей ИС задолго до ее фактической реализации; возможность эффективно перевести информационную систему в архитектуру "клиент-сервер"

Недостатки CASE- средств высокая начальная стоимость программных и аппаратных средств для внедрения CASE; отсутствие функционально полных систем, стандартов для обмена информацией между разными CASE; необходимость дополнительного обучения и тренировки различных категорий специалистов, которые имеют какое-либо отношение к процессу разработки ИС и ПО.

CASE- средства сейчас В середине 1980-х годов появились первые продукты, реализующие CASE-технологию. Началом появления на российском рынке первых CASE-средств принято считать 1992 год. В настоящее время выбор CASE-средств на рынке очень велик. Среди наиболее известных выделяют ERWin, BPwin, Rational Rose, Together Control Center, SDE for Visual Studio.Net и свыше 500 других. Самым конкурентноспособным русским CASE-средством является CASE.Аналитик. В качестве основной перспективы развития CASE в настоящее время рассматривается интеграция средств поддержки разработки баз данных и знаний, а также создание "фабрик" по производству ПО и ИО АСОИУ. Кроме того, активно ведутся работы по созданию мощного многопользовательского микрокомпьютерного применения CASE.

Тест 2 Вопрос 1. Вопрос 1. Какие программы относятся к CASE-средствам группы окружения: Какие программы относятся к CASE-средствам группы окружения: PVCS CASE.Аналитик SoDA Rational Rose

Тест 2 Вопрос 2. Вопрос 2. Подразделение CASE-средств на верхние, нижние и средние производят при классификации по (ответ дать в нужном падеже с маленькой буквы): …… Подразделение CASE-средств на верхние, нижние и средние производят при классификации по (ответ дать в нужном падеже с маленькой буквы): ……

Тест 2 Вопрос 3. Вопрос 3. Первые CASE-средства на российском рынке появились: Первые CASE-средства на российском рынке появились: 1989 г г г г

Тест 2 Вопрос 4. Вопрос 4. Какое из приведенных CASE-средств поддерживает возможность интеграции? Какое из приведенных CASE-средств поддерживает возможность интеграции? BPWin 2.5 Rational Rose ErWin Together 4.2

Тест 2 Вопрос 5. Вопрос 5. Установите соответствие между уровнем CASE-средства и областью его применения Установите соответствие между уровнем CASE-средства и областью его применения 1) Верхний 2) Средний 3) Нижний Быстрое прототипирование Автоконтроль проекта Автогенерация документации Сопровождение спецификаций проектирования Автоматическая кодогенерация

Тест 2 Вопрос 6. Вопрос 6. Сколько основных факторов усложняет определение возможного эффекта от использования case-средств Сколько основных факторов усложняет определение возможного эффекта от использования case-средств

Тест 2 Вопрос 7. Вопрос 7. Какая категория CASE обозначает вспомогательный пакет, решающий небольшую автономную задачу : Какая категория CASE обозначает вспомогательный пакет, решающий небольшую автономную задачу : tools toolkit workbench

Тест 2 Вопрос 8. Вопрос 8. Насколько реальные затраты на внедрение case- средств обычно превышают затраты на их приобретение? Насколько реальные затраты на внедрение case- средств обычно превышают затраты на их приобретение? намного одинаковые затраты мало

Тест 2 Вопрос 9. Вопрос 9. Используются ли CASE-средства для перевода информационной системы в архитектуру "клиент- сервер" Используются ли CASE-средства для перевода информационной системы в архитектуру "клиент- сервер" Да Нет Нет, но ведутся разработки для этого

Тест 2 Вопрос 10. Вопрос 10. Укажите недостатки CASE-средств: Укажите недостатки CASE-средств: Высокая начальная стоимость программных и аппаратных средств для внедрения CASE Необходимость дополнительного обучения и тренировки различных категорий специалистов, которые имеют какое-либо отношение к процессу разработки ИС и ПО Отсутствие функционально полных систем, стандартов для обмена информацией между разными CASE Возможность наглядно представить общую картину функционирования автоматизируемой предметной области Возможность наглядно представить и исследовать модель будущей ИС задолго до ее фактической реализации будущей ИС задолго до ее фактической реализации

Тест 2. Результат Количество ошибок: Количество ошибок:

Поздравляем ! Обучение закончено

Эволюция CASE - средств С самого начала CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений ручных применений методологий структурного анализа и проектирования х годов за счет их автоматизации и интеграции поддерживающих средств. Таким образом CASE-технологии не могут считаться самостоятельными методологиями, они только делают более эффективными пути их применения. CASE - не революция в программотехнике: современные СASE-средства являются естественным продолжением эволюции всей отрасли средств разработки ПО. Традиционно выделяют шесть периодов, качественно отличающихся применяемой техникой и методами разработки ПО, которые характеризуются использованием в качестве инструментальных следующих средств: ассемблеров, дампов памяти, анализаторов; компиляторов, интерпретаторов, трассировщиков; символических отладчиков, пакетов программ; систем анализа и управления исходными текстами; CASE-средств анализа требований, проектирования спецификаций иструктуры, редактирования интерфейсов (первая генерация CASE-I); CASE-средств генерации исходных текстов и реализации интегрированного окружения поддержки полного жизненного цикла (ЖЦ) разработки ПО(вторая генерация CASE-II).

Эволюция CASE - средств CASE-I является первой технологией, адресованной непосредственно системным аналитикам и проектировщикам, и включающей средства для поддержки графических моделей, проектирования спецификаций, экранных редакторов и словарей данных. Она не предназначена для поддержки полного ЖЦ и концентрирует внимание на функциональных спецификациях и начальных шагах проекта - системном анализе, определении требований, системном проектировании, логическом проектировании БД. CASE-II отличается значительно более развитыми возможностями, улучшенными характеристиками и исчерпывающим подходом к полному ЖЦ. В ней в первую очередь используются средства поддержки автоматической кодогенерации, а также обеспечивается полная функциональная поддержка для порождения графических системных требований и спецификаций проектирования ; контроля, анализа и связывания системной информации, а также информации по управлению проектированием ; построения прототипов и моделей системы ; тестирования, верификации и анализа сгенерированных программ ; генерации документов по проекту ; контроля на соответствие стандартам по всем этапам ЖЦ. CASE-II может включать свыше 100 функциональных компонент, поддерживающих все этапы ЖЦ, при этом пользователям предоставляется возможность выбора необходимых средств и их интеграции в нужном составе.

Пользователи CASE – средств В современном мире практически любая организация, будь то бизнес- предприятие или государственное учреждение, сталкивается с проблемой структурирования получаемой информации, анализа и управления различными информационными системами (ИС). CASE-средства позволяют при проектировании ИС наладить грамотные коммуникации между различными участниками проекта, например, между командами разработчика и заказчика. Сегодня CASE-средства успешно применяются практически во всех областях деятельности человека, где возникает необходимость в автоматизации процессов и детальном анализе информации. CASE-средства находят в наши дни все большее применение в самых разных сферах деятельности. При этом к числу CASE-средств могут относиться и весьма недорогие и ограниченные варианты систем, ориентированных на использование обычными персональными компьютерами. Также существуют и более мощные CASE-средства, применяемые на базе специальных вычислительных платформ. Поэтому выбор тех или иных CASE-средств на рынке обусловлен, прежде всего, целями и задачами конкретного проекта, а также, собственно, квалификацией участвующих в проекте специалистов. CASE-средства востребованный программный продукт, особенно для проектирования баз данных. К активным пользователям CASE-средств можно отнести весьма незначительное число потребителей, причем часть из них использует порой контрафактные версии программных продуктов. Пользователи CASE-средств: аналитки, тестировщики, разработчики, программисты и др. специалисты, работающие над созданием проект ИС.

Сравнение CASE – средств Сравним CASE-средства по их возможностям на примере: Together 4.2, Rational Rose 2000, BPWin 2.5, ErWin Здесь хотелось бы еще раз отметить нецелесообразность сравнения отдельно взятых CASE-средств, поскольку ни одно из них не решает в целом все проблемы создания и сопровождения ПО.

Сравнение CASE – средств CASE- средство Together 4.2 Rational Rose 2000 BPWin 2.5 ErWin возможности Функцинальная модель +++- Объектная модель ++-- Модель БД ++-+ Автоматизация документирования ++-- Средства анализа ++-- Контроль версий ++++ Кроссплатформенность ++-- Интеграция (all in one) +--- Поддерживаемые средства разработки Java, C++, SQL, IDL Java, C++, SQL,IDL,VB IDLC++, SQL,VB Кодогенерация ++-+ Реинжиниринг ++-+ Поддержка UML/XML +/+ -/-